PVC聚合母液多级处理技术研究应用

舒晨 吴世华 程勇 陈传虎

摘 要：介绍了湖北宜化集团独有的“自清洗过滤器+重力斜板沉降槽+沉淀池工艺”相结合的PVC母液多级处理技术在青海宜化的应用，母液污水中的PVC含固量降到5ppm以下，保证后段生物接触氧化法污水处理正常运行，装置解决了生产过程中的难题，并产生了良好的经济效益。

关键词：PVC母液;多级处理

悬浮聚合PVC生产过程中产生的离心母液水中含有少量PVC颗粒、助剂残留物、矿物油等杂质，直接回用聚合存在安全的风险。而离心母液水的回用不仅可以减轻对环境的污染，还可以节约大量水资源。目前青海宜化在生产聚氯乙烯树脂中，因离心工艺与设备问题，通过卧式沉降离心机后产生大量含有PVC固体颗粒废水，通常母液废水含固量450ppm左右。该废水水质成分复杂，主要含有聚合过程添加的引发剂、分散剂、终止剂及未完全回收的PVC颗粒等难降解的有机物，具有排放量大、生物毒性高、浓度低、难降解、可生化性差等特点，是主要污染来源。通过对含PVC固体颗粒废水处理方式的研究，达到了废水综合回收利用的目标，对降低后端处理难度，实现污水零排放，同时通过PVC固体颗粒回收利用，在提高企业经济效益的同时，解决企业发展过程中的环保难题。

1 聚合母液废水主要来源

青海宜化有三套PVC干燥系统，共有9台型号为LW720型卧式沉降离心机，离心母液经过滤器过滤后PVC粉料回收至浆料槽，母液进入沉淀池沉淀。沉淀后清液经降温处理输送到母液污水处理装置（生物接触氧化法）进行处理后回用到循环水装置。离心机离心母液含固量在450ppm左右，经自清洗过滤器母液含固量在300ppm左右，母液经过沉淀池沉淀，沉淀池每月清理一次，由于停留时间过长，PVC树脂杂质数含量高，不能回用至生产系统，只能作为地沟料进行处理，PVC地沟料年产生约600t，影响企业生产效益。进母液污水处理装置含固量高，污水装置处理负荷过大，出水COD不达标，同时斜管沉淀池污泥大量上浮，出水浊度高，处理污水无法回收利用;另外每次采挖沉淀池地沟料时，PVC粉料散落到地面，影响生产环境、增加人工劳动。

2 聚合母液废水的多级处理工艺研究

离心母液水因其含有PVC固体颗粒和难以降解的有机物，无法达到直接排放标准，必须进行处理方可利用。处理母液水的方法包括物理法、生物接触氧化法等，无论哪种方法都无法达到完全用于聚合生产的要求。处理效果和成本取决于聚合母液水PVC颗粒含固量多少。含固量大，生物接触氧化法处理负荷就特别大，接触氧化池有大量PVC颗粒沉淀，大量PVC颗粒流失，企业的经济效益大量浪费。有效的回收PVC颗粒是研究的重点。青海宜化根据技术进步采用三个阶段对PVC颗粒进行回收研究，第一阶段，采用沉降池对PVC颗粒进行回收，定期清理池底，回收地沟料外销，此法副产品多，经济上不合理，且环保压力大。第二步，采用自清洗过滤器+沉降池流程，PVC颗粒回收到浆料槽，自清洗过滤器出口母液含固量在250ppm左右。此法废料可减少一半，但废水处理压力仍大，难以实现零排放。第三步采用清洗过滤器+重力沉降器+沉淀池工艺，沉淀池母液含固量控制在5ppm以下，废水经生化处理后可完全回用。

3 多级处理装置的工艺原理及流程

3.1 装置处理能力

青海宜化母液污水预处理装置设计总规模为150m3/h。

3.2 母液污水多级预处理

3.2.1 工艺原理

为保证母液污水处理装置长周期稳定运行和最大量回收PVC固体颗粒，提高企业经济效益，母液水预处理采用物理方法。主要采用最先进全自动自清洗过滤器和重力式斜板沉降槽。

自清洗过滤器采用以色列AMIAD 全自动过滤器。主要组件有：电机、电控箱、控制管路、主管组件、滤芯组件、316L不锈钢刷、框架组件、传动轴、进出口连接法兰等。CTF-E过滤器是一种操作方便而且技术先进的全自动过滤器，由自动马达带动清洗装置完成清洗工作。CTF-E100 过滤器过滤精度100um，污水通过进水管进入过滤器，然后自内而外通过细滤网，水通过细滤网由内至外流出时杂质积累在滤网的内表面，并有一定的水头损失。当滤网内外压差达到预先设定的值或到达预定时间时，CTF-E过滤器开始自动清洗。吸吮扫描器进行螺旋式的吸吮运动将滤网上的杂质吸走，并经过排放管排出。有一台双向（正/反转）马达通过一个丝杆与扫描器相连，带动驱动扫描器作螺旋式的上下移动。自动清洗时，由一个三通电磁阀来控制排污阀的开启，通过重力自流入干燥浆料槽。工作压力可达1.0-1.6MPa;单台流量：150m/h。立式安装。

斜板式重力沉淀池是根据“浅层沉淀”理论，在沉淀池沉淀区放置与水平面成一定倾角（通常为60°）的斜板或蜂窝斜管组件，以提高沉淀效率的一种高效沉淀池。在沉降区域设置许多密集的斜管或斜板，使水中悬浮杂质在斜板或斜管中进行沉淀，水沿斜板或斜管上升流动，分离出的泥渣在重力作用下沿着斜板管向下滑至池底，再集中排出。这种池子可以提高沉淀效率50%～60%，在同一面积上可提高处理能力3～5倍。按水流与污泥的相对运动方向，由于沉淀区设有斜板或斜管组件，因此，斜板（管）沉淀池的排泥只能依靠静水压力排出。[1]

3.2.2 母液污水预处理工艺流程

离心母液水进入中间槽，用泵提升到楼顶自清洗过滤器中，滤后浆料自重流入到原有浆料槽（TK-2G/4G），清液均匀流入重力式斜板沉淀槽，在斜板沉淀槽进行PVC颗粒与水分离，沉淀槽出水确保出水含固量稳定在20ppm以下。沉淀下来的PVC颗粒通过离心泵均匀打入系统原有浆料槽（TK-2G/4G）进行PVC浆料回收。离心机离心的液体，再次循环进入斜板沉淀系统。

该斜板沉淀系统，采用自动运行方式，运行时定时排PVC沉淀料输送至浆料槽。

3.2.3 斜板沉降槽工艺流程

快速沉淀槽包括浮渣隔离槽、快速沉淀槽、浆液浓缩槽、浆料泵及其附属仪表、电控、管线等。原水经进流管流进斜板式快速沉淀槽后，由分流室缓冲消能，再平均的分散到各斜板组侧边底部的配水孔。通过斜板区向上流，然后由溢流堰集水后排出，而PVC粉末等颗粒物则随斜板向下沉降到污泥槽，通过阀门控制间歇式排至带搅拌的浆液浓缩槽。用泵提升干燥系统TK-2G/4G浆料槽。

由快速沉淀槽排出的PVC浓浆进入浆液浓缩槽，经浆液浓缩槽中心导流筒布水后呈辐射状流向池子周边，随着流速的降低，PVC浆液沉淀于池底与水进一步分离，提高PVC浆液的浓度，浓度达到60%，刮泥机通过刮板将沉淀在池底的浆液刮到中心，同时设在刮臂上的竖向栅条起搅拌调匀作用，加速PVC浆液下沉，提高浆液的浓缩效果。装置运行全封闭，浆料的停留时间短，保证PVC质量。

4 装置运行效果

4.1 预计达到的效果

经过多级处理，母液含固量由450ppm降至5ppm，有效保证污水站细菌活性，降低出水浊度，保证母液水的回用。

4.2 改造后生产成本及效益分析

干燥母液的量为150m3/h，含固量由450ppm（mg/L）降低到5ppm，回收成品PVC600t，约360万元效益。回收水40%用于脱盐水，60%用于循环补水，约有200万元效益。合计效益有560万元。

5 结语

采用自清洗过滤器+重力斜板沉降槽+沉淀池工艺，能够有效去除母液污水中PVC固体颗粒，不但回收的PVC颗粒直接回到浆料槽，保证企业经济效益，同时母液污水含固量降到5ppm，保证生物接触氧化水法母液污水处理装置稳定达标运行，全部回用，达到零排放。具有良好的社会效益和经济效益，是值得推广使用的工艺技术。

参考文献：

[1]汪海位，韩忠良，邹磊，马宝琪，张璇.PVC离心干燥能源与水资源的综合利用[J].聚氯乙烯，2019（12）.

作者简介：

舒晨（1965- ），男，高级工程師，毕业于武汉化工学院化工工艺专业，宜化集团氯碱产业负责人。